Влияние гасителей энергии на сопряжение бьефов за водопропускными сооружениями с конусными затворами

• Автор: Сивак, Мария Юрьевна
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Конусные затворы, их характеристики и условия применения

1.2. Основные схемы истечения через конусные затворы.

1.3. Различные типы гасителей энергии в качестве конструктивных мероприятий по борьбе со сбойностью.
1.4. Общие подходы к расчетному обоснованию гасящих устройств в нижнем бьефе водосбросов

1.5. Выводы по главе и задачи дальнейших исследований

ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Основы моделирование потока при гидравлических исследованиях

2.2. Описание экспериментальной установки и модели.

2.3. Выбор формы, размеров и расположения гасителей
2.4. Измерительная аппаратура
2.5. Оценка точности измерений.
2.6. Методика проведения лабораторных исследований.
2.7. Методика определения второй сопряженной глубины.
2.8. Методика проведения исследований размывов.
2.9. Выводы по главе.
ГЛАВА 3 ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ГАСИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ НА ВТОРУЮ СОПРЯЖЕННУЮ ГЛУБИНУ
3.1. Определение реакции и коэффициента лобового сопротивления
различных типов гасителей энергии
3.2. Математическая обработка полученных результатов.
3.3. Отыскание функциональных зависимостей для различных типов гасителей энергии с0,м.
3.3.1. Определение зависимости КсРг.
3.3.2. Определение зависимости КсЬ1с.
3.3.3. Определение зависимости КсЕоЬкр.
3.3.4. Определение зависимости КсЬ2Ь5Г.
3.4. Отыскание функциональных зависимостей для различных типов гасителей энергиис0,5м.
3.4.1. Определение зависимости КсРг.
3.4.2. Определение зависимости Кс Ьс
3.4.3. Определение зависимости Кс ЕоБ.
3.4.4. Определение зависимости КсЬ2ЬбГ
3.5. Выводы по главе.
ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗМЫВОВ ПРИ РАБОТЕ КОНУСНЫМ ЗАТВОРОМ.
4.1. Местный размыв при работе конусным затвором.
4.2. Выводы по главе.
ГЛАВА 5 ВЛИЯНИЕ ГЛУБИНЫ ВОДЫ В НИЖНЕМ БЬЕФЕ НА
МЕСТНЫЙ РАЗМЫВ ЗА КОНУСНЫМ ЗАТВОРОМ
5.1. Выводы по главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Э. Теплов предложил собственную конструкцию механического привода. Первые два конусных затвора диаметром мм были установлены в году на водовыпуске Касан-Сайнского водохранилища в Узбекистане. Затем они неоднократно использовались на гидроузлах Средней Азии и на Кавказе. Однако, несмотря на их применение литературы по конусным затворам недостаточно, что свидетельствует о слабой их изученности. Обычно эти затворы разделяют на затворы с подвижным и неподвижным конусом (рис. Затворы с подвижным конусом представляют собой модификацию игольчатого затвора. Подвижный конус (рис. Неподвижный цилиндр соединен ребрами с насадком, который в зависихмости от формы вызывает образование цилиндрического параллельного или расходящегося потока. Рис. Такое исполнение затвора имеет довольно сложную конструкцию, требует значительных усилий при маневрировании, имеет высокую степень чувствительности к ударам плавающих тел, которые могут вызвать блокировку подвижного конуса. Из-за отмеченных недостатков эти конусные затворы не получили широкого распространения. Затвор с неподвижным конусом устраняет недостатки конусноструйного затвора. Затвор состоит из неподвижного упорного конуса (рис. Этот конус укреплен на четырех, иногда шести, ребрах в неподвижном патрубке. Вершина конуса часто располагается в плоскости торца неподвижного патрубка, однако она может быть несколько смещена влево или вправо. Таким образом, между кромками неподвижного патрубка и поверхностью затвора образуется кольцевая щель, через которую поток вытекает из затвора. Регулирование потока осуществляется подвижным цилиндром, который перемещается по наружной поверхности неподвижного патрубка при помощи механического или гидравлического привода, перекрывает кольцевую щель. Количество приводных устройств обычно равно двум, и располагаются они по бокам затвора. Если кромки подвижного цилиндра упираются в конус, то затвор оказывается закрытым. При любом другом расположении подвижного цилиндра конусный затвор находится в положении открытия. Э - диаметр неподвижного патрубка (диаметр затвора). Поскольку упорный конус затвора, который в закрытом положении воспринимает полный гидростатический напор, остается неподвижным, а регулирующий цилиндр перемещается вдоль оси потока, то для регулирования пропускаемых расходов обычно необходимы небольшие усилия, тем более что дополнительные силы трения, возникающие на внутренней поверхности регулирующего цилиндра за счет движения потока, становятся незначительными. Во избежание перекосов регулирующего цилиндра при его перемещении необходимо обеспечивать строго синхронную работу приводов. Поток, вытекающий из конусного затвора, растекается вначале в виде полого конуса. Постепенно форма его меняется: поток, падая, образует шатер параболической формы. Помимо основного потока на его поверхности в области ребер возникают четыре водяных гребня, растекающиеся под более крутыми углами. Угол растекания основного потока зависит от центрального угла конуса (а) и от степени открытия затвора. Водяные гребни возникают под влиянием реакции пазух, образованных конической поверхностью и ребрами. Весь поток интенсивно аэрируется, разбухает, превращаясь в воздушно-водяную смесь. Помимо этой зоны аэрирования струи, можно различать еще две зоны с менее определенными границами: зону мелких брызг и зону водяной пыли. Зона мелких брызг характеризуется тем, что внутри нее поверхность берега постоянно мокрая. Третья зона - зона мелкой водяной пыли - не имеет видимых глазом очертаний и её размеры можно установить лишь по ощущениям на коже от оседающей водяной пыли. Наибольшие размеры всех трех зон струи в зависимости от величины полного напора перед крестовиной конусного затвора Н0 определены Н. В. Кокая и представлены в таблице 1. Таблица 1. Высота Ширина Длина 0,5. Размеры этих зон при наличии ветра увеличиваются. В зимних условиях площадь, подверженная оседанию брызг и водяной пыли, покрывается наледями и, следовательно, возведение здесь каких - либо сооружений нецелесообразно. Это также может привести к разрушению склонов и берегов. Рис.